Laserdioder omfatter:
Grundlæggende om laserdioder Laserdiodetyper Opbygning Hvordan en laserdiode fungerer Specifikationer Pålidelighed
Andre dioder: Diodetyper
Halvlederlaserdiodeteknologi er i dag meget udbredt inden for mange områder af elektronikindustrien.
Laserdiodeteknologien er nu veletableret, og laserdioder er en omkostningseffektiv og pålidelig måde at udvikle laserlys på.
Med laserdioder, der egner sig til brug på mange områder af elektronikken fra cd, dvd og andre former for datalagring til telekommunikationsforbindelser, tilbyder laserdiodeteknologien en meget bekvem måde at udvikle kohærent lys på.
Laserdiodeoversigt
Laserdioder anvendes på alle områder af elektronikken fra husholdningsudstyr over kommercielle applikationer til hashindustrielle miljøer. I alle disse applikationer er laserdioder i stand til at levere en omkostningseffektiv løsning, samtidig med at de er robuste og pålidelige og tilbyder et højt præstationsniveau.
Laserdiodeteknologien har en række fordele:
- Effektkapacitet: Laserdioder er i stand til at levere effektniveauer fra et par milliwatt helt op til nogle hundrede watt.
- Virkningsgrad: Laserdiodernes virkningsgrad kan overstige 30 %, hvilket gør laserdioder til en særlig effektiv metode til at generere kohærent lys.
- Koherent lys: Selve karakteren af en laser er, at den genererer kohærent lys. Dette kan fokuseres til et diffraktionsbegrænset punkt til optiske lagringsapplikationer med høj tæthed.
- Robust konstruktion: Laserdioder er fuldstændig solid state og kræver ingen skrøbelige glaselementer eller kritiske opsætningsprocedurer. De er derfor i stand til at fungere under barske forhold.
- Kompakt: Laserdioder kan være ganske små, hvilket gør det muligt for laserdiodeteknologien at levere en meget kompakt løsning.
- Forskellige bølgelængder: Ved hjælp af den nyeste teknologi og en række forskellige materialer er laserdiodeteknologien i stand til at generere lys over et bredt spektrum. Brugen af blåt lys med en kort bølgelængde giver mulighed for en tættere fokusering af billedet med henblik på lagring med højere tæthed.
- Modulation: Det er let at modulere en laserdiode, og dette gør laserdiodeteknologien ideel til mange kommunikationsapplikationer med høj datahastighed. Modulationen opnås ved direkte at modulere drivstrømmen til laserdioden. Dette gør det muligt at opnå frekvenser på op til flere GHz til applikationer som f.eks. højhastighedsdatakommunikation.
Baggrund for laserdioder
Navnet laser kommer af ordene Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation (lysforstærkning ved stimuleret stråleemission). Lasere fungerer på grund af et fænomen kaldet stimuleret emission, som først blev postuleret af Albert Einstein før 1920. Selv om en række medier, herunder gasser, væsker og amorfe faste stoffer, kan anvendes til lasere, blev de første lasere realiseret i 1960’erne ved hjælp af rubiner. En helium-neon gaslaser fulgte i 1961, men det var først i 1970, at Hayashi fik halvlederlaserdioder til at fungere ved stuetemperatur. Dette var det sidste skridt i det forskningsarbejde, der var blevet udført af en række personer og organisationer i årenes løb. Det havde krævet en grundig undersøgelse af egenskaberne ved galliumarsenid, det materiale, der anvendes som grundlag for mange laserdioder, og meget arbejde med diodestrukturernes egenskaber.
Laserdiode-symbol
det laserdiode-symbol, der anvendes i kredsløbsdiagrammer, er ofte det samme som det, der anvendes til lysemitterende dioder. Dette laserdiodekredsløbssymbol anvender det grundlæggende halvlederdiodesymbol med pile, der angiver lysgenerering og lysudstråling.
Når de anvendes i et kredsløb, betegnes de ofte som værende en laserdiode for at skelne dem fra andre former for lysemitterende dioder.
Laserdiode grundprincipper
Der findes to hovedtyper af halvlederlaserdioder. De fungerer på ret forskellige måder, selv om mange af de begreber, der anvendes inden for dem, er meget ens.
- Injektionslaserdiode: Injektionslaserdioden, ILD, har mange faktorer til fælles med lysemitterende dioder. De fremstilles ved hjælp af meget ensartede processer. Den væsentligste forskel er, at laserdioder fremstilles med en lang smal kanal med reflekterende ender. Dette fungerer som en bølgeleder for lyset.
I drift strømmer strømmen gennem PN-forbindelsen, og lyset genereres ved hjælp af den samme proces, som genererer lys i en lysemitterende diode. Lyset er dog begrænset inden for den bølgeledning, der er dannet i selve dioden. Her reflekteres lyset og forstærkes derefter, inden det kommer ud gennem den ene ende af laserdioden. - Optisk pumpet halvlederlaser: Optisk pumpet halvlederlaser, OPSL bruger en III-V-halvlederchip som grundlag. Denne fungerer som et optisk forstærkningsmedium, og en anden laser, som kan være en ILD, anvendes som pumpekilde. OPSL-tilgangen giver flere fordele, især med hensyn til valg af bølgelængde og mangel på interferens fra interne elektrodestrukturer.
En mere fuldstændig forklaring af laserdiodens teori og funktion findes på en anden side i denne vejledning.
Laserdioden er nu veletableret og anvendes i en lang række forskellige applikationer. Selv om de ikke er nær så billige som mange andre former for dioder, produceres laserdioder stadig i store mængder og til en relativt lav pris, som det fremgår af det faktum, at laserdioder endda anvendes i de lyspenne, der bruges til at illustrere overheadprojektorens diapræsentationer. I den anden ende af markedet er laserdioder til brug i optiske kommunikationssystemer blevet vist med datahastigheder på over 20 Gbits pr. sekund. Med præstationsniveauer i dette område anvendes de i stigende grad i mange kommunikationsapplikationer.
Mere elektroniske komponenter:
Resistorer Kondensatorer Induktorer Kvartskrystaller Dioder Transistor Fototransistorer FET Hukommelsestyper Thyristorer Forbindelser RF-stik Ventiler/rør Batterier Afbrydere Relæer
Vend tilbage til menuen Komponenter . . .